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一、工程概况 宁波常洪隧道全长3541m，由越江隧道和接线公路组成，道路设计等级为城市快速路。工程建设规模为4车道，车道宽度为3.75m，通行净高为5.0m。过江段为双孔矩形箱式结构，采用沉管法施工，长395m，由四节管段组成，其中一节长951m，另三节长100m。工程线路纵剖面呈V形，规划航道宽80m，水深≥6.0m。隧道设计荷载等级为汽超-20，挂-120，抗震设防等级为7度，隧道防水标准为二级，隧道结构设计水位按百年一遇高潮位计算，运营阶段抗浮安全系数≥1.1。 常洪隧道沉管段采用桩基础，管段本体采用混凝土自防水结构。干坞设于隧道轴线上，并在轴线部位设舾装槽。为满足工程抗震要求，管段间和管段与江北岸边段间均采用柔性接头，管段沉放时采用前端搁置在鼻托，尾部2个垂直千斤顶支承在1200mm的大直径钢管桩的三点支承方式。隧道内采用国际先进的防火技术使隧道结构能承受持续1小时、1200℃高温免遭破坏。 工程于2002年3月2曰提前9个月建成通车，具有绿色环保和智能防灾的功能。取得直接经济效益7000万元。该隧道建成后形成北至杭州湾通道、南达甬金温高速公路的贯通宁波市的南北大通道。 二、新技术应用与科技创新 宁波常洪隧道是国内第一条桩基础沉管隧道。考虑土软、淤重、水浅、河窄的水文、地质和环境条件，采取模型试验、理论分析和工艺优化等研究方法，解决了沉道隧道建设中的干坞施工、管段制作、桩基工程、管段接头和管段浮运沉放，以及隧道环保防灾等关键技术和难题，为工程设计和施工提供依据，建立了一套完整的桩基沉管隧道设计和施工工艺技术。 1．干坞设计与施工 将千坞置于南岸的隧址位置，并在坞内设舾装深槽，既解决了管段的浮运和舾装等问题，又减少了废弃工程。干坞基坑经多种工况和蠕变分析采用1:3.5的边坡坡度，施工中进行多项现场监测，并应用角点效应比建立边坡变形随时间和空间变化的经验计算模型，提出了反映地表沉降变化规律的计算公式。应用三维有限元分析，干坞坞底采用“三明治”式换土结构使管段制作时基底的差异沉降小于2cm，同时这种坞底结构形式也解决了管段起浮的吸附问题。 2．管段制作 沉管管段采用本体防水结构形式，通过混凝土管段施工期间的温度场和应力场的三维有限元分析，制定混凝土冷却方案。通过混凝土配合比中“双掺”技术的应用、施工中采用侧墙和顶板同时浇筑的施工工艺，侧墙布置混凝土冷却管，以及采取大刚度钢模和保温保湿的混凝土养护等手段，有效地控制了管段的裂缝，确保了管段的制作精度。 3．管段浮运沉放对接施工 采用高精度卫星定位定深系统指导管段基槽的浚挖、清淤，以及沉放后的回填等水上作业，确保甬江强回淤河道中管段的顺利沉放。通过水力模型试验获得管段在浮运、沉放各阶段的受力情况，为沉管的设计，施工提供依据。管段沉放采用双浮箱吊沉法，沉放时尾部临时支承点结合管段桩基础采用大直径钢管桩，管段浮运、沉放和对接采用计算机三维实时监控，数据传输采用无线通信方式，数据采集实现自动、同步操作，采集频率达5～10秒／组，管段沉放对接精度达到水平误差不超过±30mm，高程误差小于±35mm。 4．管段接头连接 隧道管段间采用柔性接头形式，GINA和OMEGA橡胶止水带构成管段的两道防水线。管段接头采用了施工中具有管段止退与使用中具有抗震功能的预应力钢拉索连接形式，满足7度抗震设防要求。结合总体施工流程，管段最终接头采用干地施工法，且坞口封堵依靠管段顶部的一堵挡土墙和管段两侧的水下混凝土剪切键和管底注浆实现。 5．沉管隧道桩基基础 为解决强回淤河道管段沉放和后期隧道的沉降问题，首创沉管隧道钢接混凝土方桩的桩基形式，便于桩顶标高修正通过对制桩和沉桩等工艺的优化，使最终沉桩精度达到沿管段轴向偏差≤±15cm，沿管段横向偏差≤±10cm，桩顶标高误差为0～—5cm，桩身垂直度偏差小于1／400。为解决桩与管段的连接问题，采用了管底预留囊袋注浆的新工艺，通过长距离砂浆输送和灌注工艺的试验研究确保了囊袋灌浆方法的成功。 6．环保与防灾设计 采用国际先进的防火防护技术，使隧道结构可在1200℃高温下持时1小时而免遭破坏。另外，隧道的防灾系统具有灾害报警和救灾的功能。 三、获奖单位 上海隧道工程股份有限公司 上海市隧道工程轨道交通设计研究院 宁波常洪隧道发展有限公司 交通部上海海上救助打捞局 |